电力系统分析基础作业及其答案

1、百度文库资料说明：本资料由华北电力大学在校学生提供，为方便外校学生考研复习，我 们整理了所有的专业课考研资料，上传了所有内部资料（视频除外） 。我们是由一群“勇闯北京、热爱华电”的华电本校热血学生组成，本 科时有本校的、外校的和跨专业的，现在全部考上华电研究生。为了方便“立志考华电”学生交流，我们建立QQ¥ 8,为大家免费答疑，分享华电最新消息，提高最新内部试题，各种疑难问题，我们都进最 大努力帮助，只为“大华电，大电力，中国梦，梦华电！"第一次作业参考答案1、电能生产的主要特点有哪些？答：电能生产的主要特点可以归纳为以下三点。电能生产的连续性特点；由于电能不能大量 储存，

2、电能的生产、输送和消费是同时完成的。电能生产瞬时性的特点；这是因为电能的传输速 度非常快（接近光速），电力系统中任何一点发生故障都马上影响到整个电力系统。电能生产重要 性的特点；电能清洁卫生、易于转换、便于实现自动控制，因此国民经济各部门绝大多数以电能作 为能源，而电能又不能储存，所以电能供应的中断或减少将对国名经济产生重大影响。2、对电力系统运行的基本要求是什么？答：对电力系统运行的基本要求有：保证对用户的供电可靠性；电能质量要好；电力系 统运行经济性要好；对环境的不良影响要小。3、电力系统中负荷的分类（I、II、III类负荷）是根据什么原则进行的？各类负荷对供电可靠 性的要求是什么？答：电

3、力系统中负荷的分类是根据用户的重要程度和供电中断或减少对用户所造成的危害的大百度文库小来划分的，凡供电中断将导致设备损坏、人员伤亡、产品报废、社会秩序还乱、政治影响大的用 户的用电设备称为I类负荷；凡供电中断或减少将导致产品产量下降、人民生活受到影响的用户的 用电设备称为II类负荷；I类、II类负荷以外的负荷称为 III类负荷。I类负荷对供电可靠性的要求是任何情况下不得中断供电；II类负荷对供电可靠性的要求是尽可能不中断供电；III类负荷可以停电。4、标出下图所示电力系统中发电机、变压器的额定电压。（图中已标出线路的额定电压）_崎|皿雀遥1QKVI-11DKT答：上述电力系统中发电机、变压器的

4、额定电压如下：G:; T1: 242KV ; T2: 220/121/ ; T3: 35/5、为什么110KV及以上的架空输电线路需要全线架设避雷线而35KV及以下架空输电线路不需全线架设避雷线？答：因为110KV及以上系统采用中性点直接接地的中性点运行方式，这种运行方式的优点是： 正常运行情况下各相对地电压为相电压，系统发生单相接地短路故障时，非故障相对地电压仍为相 电压，电气设备和输电线路的对地绝缘只要按承受相电压考虑，从而降低电气设备和输电线路的绝 缘费用，提高电力系统运行的经济性；缺点是发生单相接地短路时需要切除故障线路，供电可靠性 差。考虑到输电线路的单相接地绝大部分是由于雷击输电线

5、路引起，全线路架设避雷线，就是为了 减少雷击输电线路造成单相接地短路故障的机会，提高220KV电力系统的供电可靠性。35KV及以下系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地的中性点运行方式，即使雷击输电线路造成单相接地时，电力系统也可以继续运行，供电可靠性高，所以无需全线架设避雷线。35A，如要把单相接地时流过接地百度文库6、在下图所示的电力系统中已知U 10KV , 3 C°U点的电流补偿到 20A，请计算所需消弧线圈的电感系数。解:-0单相接地故障时的相量图如下:根据消弧线圈应采用过补偿方式的要求，可知单相接地时流过消弧线圈的电流应为:答:则:U1l工UL 一II所需消弧线圈的电感系数

6、为2035 55(A)1055 .3 3141000 0.334(H)(H)。7、消弧线圈的工作原理是什么？电力系统中为什么一般采用过补偿方式?答：消弧线圈的作用是单相接地故障时，以电感电流补偿流过短路点的电容电流，将接地点电流减小到规定值以下，从而防止接地点电弧的出现。其工作原理如下图所示百度文库补偿后的摄地点电沆电力系统之所以一般采用过补偿方式，是因为全补偿方式在正常运行方式下可能引起串联谐振，是应避免出现的补偿方式；欠补偿方式在系统运行方式变化时可能成为全补偿方式，因此也不能采用，过补偿方式在系统运行方式不会全补偿的情况。第二次作业参考答案1、中等长度输电线路的集中参数等值电路有那两种形

7、式？电力系统分析计算中采用哪一种？为 什么？答：中等长度输电线路的集中参数等值电路有型等值电路和 型等值电路两种，电力系统分析计算中采用 型等值电路。因为电力系统分析计算通常采用节点电压法， 为减少独立节点的数目， 所以采用 型等值电路。2、为什么要采用分裂导线？分裂导线对电晕临界电压有何影响？答：采用分裂导线是为了减小线路的电抗，但分裂导线将使电晕临界电压降低，需要在线路设 计中予以注意。3、输电线路进行全换位的目的是什么？/答：输电线路进行全换位的目的是使输电线路各相的参数（电抗、电纳）相等。4、变压器的。形等值电路和 T形等值电路是否等效？为什么？答：变压器的。形等值电路和 T形等值电路

8、不等效，。形等值电路是将T形等值电路中的励磁值路移到一端并用相应导纳表示所得到的等值电路，是T形等值电路的近似电路。百度文库5、已知110KV架空输电线路长度为 80km,三相导线平行布置，线间距离为4m,导线型号为LGJ 150,计算其参数并画出其等值电路。(LGJ-150导线计算外径为17mm解：由于线路为长度小于100km的短线路，线路的电纳和电导可以忽略不计，因而只需计算其电抗和电阻。/17Dm 1.26 4 5(m) = 500 ( cm),导线计算半径r 一 8.5(cm),标称截面为222 .S 150(mm ),取导线的电阻率为31.5 .mm /km。r1 315 0.21(

9、 /km)S 150x10.1445lg 500 0.0157 0.416( /km)8.5输电线路的总电阻和总电抗分别为：/ R r1l 0.21 80 16.8( )、X x1l 0.416 80 33.28()输电线路的单相等值电路如图6、已知220KV同杆双回架空输电线路长度为200km,三相导线平行布置，导线之间的距离为,导线型号为LGJ-300,求线路的集中参数，并画出其等值电路。 (LGJ-300导线计算外径)Dm 1.26 6 7.5m ,2八31.5 .mm /km 。解：忽略双回路之间的相互影响，则每回线路导线之间的几何平均距离为2300(mm ),取导线的电阻率为2.42

10、r 1.21( cm),标称截面为S2则单位长度线路的电抗和电纳分别为r131.53000.105(/ km)Xi7500.1445 lg 0.419( /km)、1.21*106,750 lg1.212.71 10 6(S/km).取 1、m 0.9,则输电线路的电晕临界相电压为：Ucr 44.388m r(10.298)lgDmr r44.388 0.9 1.0 1.21 (10.298、, 750)lg .1.21 1.01.21171.54(KV )大于线路的最高工作相电压路单位长度的电导 g10线路的集中参数为：R rl 0.105 20022220 1.05、310.5( )、X1

11、33.37(KV),所以线路不会发生电晕现象，输电线x1 l20.419 200241.9()、B b1 lg1 l 2 0_6 _42 2.71 10200 2 10.84 10 (S)、G线路的等值电路为:百度文库10 5G 脑 1EGo-= js.笠xiu-s而2Kl0飞7、长度为600Km的500KV电力线路的结构如下：LGJ 4 X 400分裂导线，导线直径 28mm,分裂间距450mm,三相导线水平排列，相间距离 13m,如下图所示。作出近似考虑电力线路分布参数特性时的口形等值电路。(LGJ-400导线计算外径为 28mm)解:13000Xi1配门口oe »日先计算电力线

12、路每公里的电阻、电抗、电导和电纳。1Dmr1 eqbl3150.01969( /km)S 4 4003 13000 13000 2 13000 16380(mm)4rd 12d13d140.1445igD req414 4500.0157450 .2 45016380 0.1445lg206.1206.1(mm)0.0157-0.279( / km)7.58Dig一106req计算电晕临界电压7.58,16380 ig206.110 63.98910 6(S/km)Ucr 44.388mU cr。取 m0.9,“ 0.298r(1 r44.388 0.9 1.0 1.4)一nig1 d0.29

13、8(1 1.0, nDmr1 eq4,4.24 ,则电晕临界电压为. 1.4 1.04,4.24 1.41 45,1638ig 一20.61470.1(KV)中间相电晕临界相电压为525/ V3 303.1(KV),由于470.1 0.95446.6(KV )，假设 500KV线路运行相电压为446.6 303.1 ,输电线路在晴天条件下不会发生电晕现象，所以g10。近似考虑输电线路参数分布特性2 2kr 1 x1bli- 1 0.279 3.989 10 6 600- 0.8663 3百度文库kx 1 (Xhr2b l2-)g 1 (0.279 3.989 100.934kb 1krlMkx

14、XlkbbilkbbilXi”“眩 1 0.279 3.989 10 6120.8660.9341.0330.01969 600 10.23()0.2793.98912.472 1026002600 156.35()10 6 600 2.47233 _1.236 10 (S)0.019692 3.989 10 60.2791.0331210 3(S)近似考虑输电线路参数分布特性的口形等值电路如图所示10.23tjl5B,35oj-1 I60026jl 236X10'jl8、已知某110KV双绕组变压器铭牌数据为:Sn 6300KVA、121/10.5 KV、F0 9.76KW、Pk 5

15、2KW、I0% 1.1、Uk%10.5 计算变压器的参数（归算到110KV）;画出变压器的形等值电路。解:aRtPku：522121219.2(1000Sn21000_ _26.32XtUk%Un10.521212244(100Sn1006.3GtP0Sn9.7610.671000U210001212BtI0%100SnU21.11006.3212124.7 10变压器形等值电路计算变压器参数（归算到110KV )10 6(S)6(S)191244(口qV为J -=747x10(5)百度文库9、已知三绕组变压器型号为SFSL-15000/110,容量比为100/100/100 ,短路电压为Uk

16、3i(%) 17、 Uk23(%) 6、 Uk12(%) 10.5 ,短路损耗为Pk31 120KW、PK12 120KW、PK23 95KW /空载损耗为Po 22.7KW ,短路电流 I0(%) 1.3。试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。解：1）变压器参数计算电阻计算PkiPk311Pk12Pk23) - (120120 95) 72.5KWPK2( PK122PK 3RtiRT2:( PK3122Pki U21000 S：2PK2 U；1000 S：RT3PK3 U；iooo s；PK23PK13)PK23PK12)72.5 11021000 15247.5 1102100

17、0 15247.5 11021000 1521-(120 9521-(120 9523.899()2.554()2.554()120) 47.5KW120) 47.5KW电抗计算1Uk1(%)-UK12(%) Uk31(%) UK23 (%)2c,1c,c,c,Uk2(%) UK12 (%) U K23 (%) U K31 (%)21Uk3(%) Uk31(%) U K23 (%) U K12 (%)21-(10.5 17 6) 10.7521-(10.5 6 17)0.251 (17 6 10.5) 6.252Xt1Xt2Uk1(%)100Uk2(%)100Un 10.75 1102Sn10

18、0 15UnSn0()Xt3Uk3(%)100Un 6.25 1102Sn100 15电纳、电导计算BtIo(%)Sn100U n1.3 15100 11021.61186.72()50.42()10 6(S)Po22.76Gtyn 1.876 10 (S)1000U n 1000 1102）变压器等值电路百度文库10、已知自耦变压器型号为 OSFPSL-120000/220 容量比为100/100/50 ,额定电压为220/121/11KV ,变压器特性数 据为：短路 电压为Uk31（%）33.1、U k23（%）21.6、Uk12（%）9.35 （说明短路电压 已归算到变压器额定容量之下）

19、，PK31366KW、PK12 455KW、 PK23 346KW ,空载损耗为P073.25KW ,短路电流 I0(%) 0.346。试求归算至高压侧的变压器参数，并绘制其等值电路。解：1）变压器参数计算电阻计算PK314 PK314 366KW1464KW、Pki2Pki2455KW、Pk234 Pk234 346KW1384 KWPkiP K31PK2PK 3RtiRt2Rt3PK12PkiU21000S；PK2Un1000S：PK3Un1000S2(PK3122187.5 22021000 12021196.5 22021000 1202PK12PK23 )1(1464 2455138

20、4)267.5KWPK23PK13)1 , 万(45513841464)187.5KWPK23PK12 )1 -(1464 21384455)1196.5KW267.5222020.899()100012020.63()4.02()电抗计算c,1c,c,Uki(%)-UK12(%) Uk31(%)2c,1c,c,Uk2(%) UK12(%) U K23 (%)2c,1c,c,Uk3(%) Uk31(%) U K23 (%)2c, 1UK23(%)- (9.35 33.1 21.6) 10.4252c, 1U K31 (%)(9.35 21.6 33.1)1.075 02c, 1UK12(%)(

21、33.1 21.6 9.35) 22.6752百度文库X T1Uki(%)100UnSn10,425 2202100 120X T2X T3电纳、U K2(%)100Uk3(%)100电导计算Sn0()22,675 2202100 120l0(%)Sn0.346 12022100Un100 220P073.251000U ,21000 22028.5781.51342,044()91,488()10 6(S)6 -10 (S)11、某电力系统，接线如图所示，各元件的技术参数标示于图中，不计变压器电阻、导纳和输电线路导纳，画出其等值电路，并计算按变压器额定变比归算到220KV侧的有名制参数按变压

22、器平均额定变比归算到220KV侧的有名制参数按变压器额定变比确定的标幺制参数按变压器平均额定变比确定的标幺制参数SJPSL-63COO/22D 南一l-t： 容量比V10O1100/100/100 -HJ32-3X 170I, -0.03(Q/jbn)【LGJQ-400的单位长度参数为：r1jx10.08 j 0.406( / km) ; LGJ-120的单位长度参数为：r1jx10.27 j 0.408( /km); SSPL-120000/220 的额定变比为 220/、短路损耗Pk 932.5KW、短路电压 Uk(%) 14； SFPSL-63000/220 的额定变比 220/121/

23、11;短路损耗 PK1 2 377.1 KW、 PK31 460.04KW、PK2 3 252.06KW ；短路电压 U K1 2(%) 15.15、10百度文库Uk3 1(%)25.8、Uk2 3(%)8.77解：1、按变压器额定变比计算参数有名制输电线路220KV架空线路：线路l1:RjX(0.08j0.406)20016j81.2()线路l2:RjX(0.08j0.406)15012j60.9()线路l3:RjX(0.08j0.406)15012j60.9()35KV架空线路：1线路 l4： R/jX (0.27 j 0.408) 40 5.4 j8.16()2j266.45()j96(

24、)220 o归算到 220KV侧：R jX (5.4 j8.16)()2 176.3338.5电缆线路 ： R jX (0.45 j0.08) 3 1.35 j0.24()220.0归算到 220KV侧：R jX (1.35 j0.24)()2 54011变压器变电站B:归算到220KV侧的变压器参数为：RtX T变电站C:1932.5 22022 1.56(2 10001201142202-28.23(2 100120变压器各绕组的短路损耗和短路电压为：1 Pki (377.1 460.04 252.06) 292.54(KW)21Pk2- (252.06 377.1 460.04) 84.

25、56(KW)1Pki (252.06 460.04 377.1) 167.5(KW)21U K1(%) (15.15 25.8 8.77) 16.0921UK2(%) 一 (8.77 15.15 25.8)0.94 02c, 1U K3(%)(25.8 8.77 15.15) 9.712归算到220KV侧的变压器参数为：11百度文库制。122、RtiRT2RT3Xti292.54 22022100063284.56 220221000632167.5 22021000 6316.09 2202100633.57()1.03()2.04()123.61()Xt2 09.71 2202XT1100

26、6374.60()按变压器平均额定变比计算参数有名制输电线路线路线路线路线路I1 :I2 :k :I4:电缆线路I5 :变压器 变电站B:变电站C:jX jX jXjXRtRt1Rt2RT3XT1Xt2Xt1161212j81.2( j 60.9( j 60.9(5.4 j8.16)(23037' 2 一 一 ， 、)2 208.66 j315.31()jX (1.35 j0.24)(932.5 230223010.52_)647.75 j115.16()100014100292.54100084.561000167.5100016.0910009.711001202230 21.71

27、(1202230226322302632230263223026323026330.86(3.90(1.13(2.23(135.10(81.53()3、按变压器额定变比计算参数标幺制先将参数有名值按变压器额定变比归算到220KV侧，然后利用220KV侧基准值计算参数标幺2202 484()。禾1J用前面100计算系统参数标幺值。百度文库Uo取 220KV侧基准值 SB 100MVA、UB 220KV，则 ZB SB按变压器额定变比求得的归算到220KV侧的参数有名制和选定的基准值,线路 li : R* jX线路 12： R* jX线路 13 : R* jX线路 l4： R* jX电缆线路15

28、： R*变电站B变压器：变电站C变压器：16 j81.2 *48412 j60.9*:48412 j60.9 *4840.033 j0.1680.025 j0.1260.025 j0.126176.33 j 266.45484jXR*RT1*RT2*RT3*0.364 j0.551540 j96 1.116jX*jX4841.56 j28.23j0.198T1*jX T2*jX T3*4840.003 j0.0583.57 j123.614841.03 j04840.007 j 0.2550.002 j02.04 j74.604840.004 j0.154利用220KV侧基准值和变压器的额定变

29、比求其它电压侧的基准值，然后利用未归算的参数有名值求参数标幺值。35KV侧 U b(35)10KV侧 Ub(io)线路l1 : R*线路l2 ： R*线路l3 :R*线路l4：R*38.522038.5( KV )、Z b (35)2201122011(KV)、Zb(io)220jXjXjXjX16 j81.248412 j60.948412 j60.94845.4 j8.1614.822538.521001121000.033 j0.1680.025 j0.1260.025 j0.1260.364 j0.55114.8225(1.21()。);1 35 j 0 24电缆线路 ： R*jX*

30、j 1.116 j0.1981.21变电站B变压器：R*jX*156段里 0.003 j0.058484变电站 C变压器：RT1* jXT1*3.57 j 123.610.007 j 0.25548413百度文库RT2*jX T2*1.03 j0Rt3*jX T3*4842.040.002 j0j74.600.004484j0.1544、按变压器平均额定变比计算参数标幺值取 U b(220)230KV 、 U b(35)2303723037KV 、B(10)105230 10.5KV ,230SB 100 MVA o则 ZB(220)22302100529()、Z B(35)工 13.69()

31、100Z B(10)10 52105- 1.1025()。100线路jX*16j81.2线路12 :R*jX52912 j60.90.030J0.153线路线路13 :l4 :电缆线路15 :jXjX变电站B变压器:52912 j60.95295.4 j8.16jX*0.0230.02313.691.35 j0.241.1025j0.115j0.115jX*0.394j0.5961.224 j0.218932.5100变电站C变压器:Rti*RT2*RT3*jXT2*jX T2*jX T3*1000292.54100084.561000167.51000按变压器额定变比确定的有名制等值电路如图

32、第三次作业参考答案141202,114+ j-2 1001001200.003 j0.058100 . 16.09 10063100632100一 263所示7 + j -2100630.007 j0.255+ j0 0.002 j09.71 100100630.004 j0.15403+jq (Ct；百度文库1、证明高压电力系统中，无功功率总是从电压高的节点向电压低的节点传输；而有功 功率总是从电压相位超前的节点向电压相位滞后的节点传输。证明:2电压的相角为设节点1电压为U 1,节点2的电压U 2，节电1电压超前节点分别为从节点1向节点2传输的有功功率和无功功率。由于高/压电力网络U U1P

33、R QXU 2UnQX)Untg 1 UU2 U2tg 1- U1 U1Un)Un px ，tguN XUUNPX QRUnPX2-，Un，当 Ui U2 时，Q0 ；当 Ui U2 时,Q 0o即无功功率总是从电压高的节点向电压低的节点传输。当0时，P 0;当0时,P 0,即有功功率总是从电压相位超前的节点向电压相位滞后的节点传输。2、两台容量分别为Sn1、Sn2,接线方式相同的降压变压器 T1和T2并联运行时，试用多 电压等级环网的功率分布计算方法，证明它们的功率按容量平均分配的原则为：短路 电压相等；变比相同。E1: 1一£曲:1 一 | /解：变比相同，功率分布与短路电压的关

34、系由于两台变压器的接线方式相同，变比相同，所以在两台变压器之间不存在循环功 率，仅有供载功率，计算供载功率的等值电路如下图所示。22变压器电抗有名值分别为XT1匕式 心、Xt2 5%) 9；变压100Sn1100Sn215百度文库*-4-器的功率分布为S1SXt2X T1 Xt2S2SXT1；两台变压器的功率之比为Xt1 Xt2SiXt2 Uk2(%)S2XtiUki(%)Sn1SN2两台变压器的负载率之比为S1L里且巫"1）邑1迎曳必，即两台变压器负载率相同（或2包 S2 Sn1Uk1（%）Sn2Sn1Uk1（%）Sn2者说负荷按容量平均分配）的条件为两台变压器的短路电压相等。短路

35、电压相等，功率分布与变压器变比的关系由于两台变压器的短路电压相等，两台变压器的供载功率分布按变压器容量平均分 布，循环功率（参考方向取图中顺时针方向，K K2）为Sh u2 o K1 K2K1XT1 XT2时，循环功率为逆时针方向，变压器 T2供载功率与循环功率方向相同，变压器 T1供载 功率与循环功率方向相反，变压器 T2负载率高于变压器T1; K1 K 2时，循环功率为顺时针方向，变压器T2供载功率与循环功率方向相反，变压器 T1供载功率与循环功率 方向相同，变压器T1负载率高于变压器T2;只有当两台变压器的变比相等时，循环功 率为零，变压器的功率分布等于其供载功率分布，即两台变压器的功率

36、分布按容量平均 分配。3、图示环网中变压器的变比均为实际变比，请指出是否存在循环功率？如存在循环功 率，请指出循环功率的方向？若忽略电网各元件的电阻，请指出循环功率的性质。16百度文库选择顺时针方向作为统计变比的绕行方向，则 K 乌、坐 220- 1.1,由于 220110 38.5K 1，所以环网中存在循环功率；由于K 1 ,所以循环功率的方向与统计变比时选择 的绕行方向一致，即为顺时针方向；在不计电网元件电阻情况下， sh (K .1)UN (K 1)UN严1)UN,即循环功率为纯无功功率。7jXX4、已知500KV 架空输电线路长度为300Km ;单位长度的参数为 x1 0.297 /k

37、m、b1 3.768 10 6S/km。线路首端电压保持 500KV不变。计算下面三 种情况下输电线路的末端电压大小。输电线路空载；输送功率等于自然功率；输 送功率为1000MVA。解：“输电线路的集中参数为：X、0.297 300 89.1(卜B 3.768 10 6 300 1130.4 10 6(S)。输电线路的集中参数型等值电路如下图， IJ 89.1(0)OQ=U565.2xlO-s(5) =j565.2xlO(J)=r输电线路空载时线路充电功率功率Ql 1130.4 10 6 5002 k 282.6(MVA),线路末端电压17百度文库2(Ui)141.3 89.1U2 U1 U

38、- 500 525(KV) o2Ui500输送功率等于自然功率时线路的波阻抗ZcL1/C10.297 106280.75();,3.768自然功率SnPnU N5002zC 280.75890.5(MW)；输电线路末端电压为：U2 U1 U2(U1)2U1500141.3 89.1500890.5 89.15002 500500( KV)输送功率为1000MW 时U2 U1(U1)22U15001000 89.1 2141.3 89.1 (500)5002 500493.4( KV )5、电力系统接线图如下图所示，各元件的参数已标于图中，如要实现电网功率的经济分布，求需要接入的串联加压器的附加

39、电动势。6 "40 一坤©12-J40 120 + 严弧切蜀D 12。+ 及 oqngj解：计算电力网功率的自然分布(120 j 90)(15 j40 15 j40 12 j40) (120 j 90)(15 j40 15 j40) (120 j 90)(15 j 40)SAB15 j40 15 j40 12 j40 12 j40178.334 j140.062(MVA)计算电力网功率的经济分布Sab. p193.333 j 145( MVA)(120 j 90)(15 15 12) (120 j90)(15 15) (120 j90) 1515 15 12 12计算经济功

40、率分布与自然功率分布的差值 Sf SAB.p SAB (193.333 j145) (178.334 j 140.062) 15 j5(MVA)18百度文库计算所需申入的附加电动势Ef Ef.x Ef.yS?fZ(15 j 5)(54 j160)Un2207.318 j9,682(KV)第四次作业参考答案1、电力系统潮流计算的数学模型为什么采用节点电压方程、而不采用回路电流方程？ 答：电力系统潮流计算中之所以采用节点电压方程而不采用回路电流方程，主要由于以 下原因：电力系统等值网络中独立节点数远远少于独立回路数（电力系统等值网络中 有很多的接地支路，所以导致独立回路数远远多余独立节点数）；对具

41、有交叉跨接的非平面网络，建立独立节点电压方程式较建立独立回路电流方程式方便；建立独立节 点电压方程式前，不必将并联支路合并，而建立独立回路电流方程式前，需要将并联支 路合并，以减少独立方程式数；网络结构或变压器变比改变时，节点导纳矩阵的修改 比较方便。2、电力系统的节点按运行状态的不同分为哪几类？每类的节点的已知量和待求量是什 么？答：根据已知变量和待求变量的不同，电力系统的节点可以分为 PQ节点、PV节点和平 衡节点。PV节点已知节点的发电机有功功率 Ps无功功率 皂和负荷的有功功率Pl、无 功功率Q,待求量为节点电压大小 U和电压相角6 ; PV节点已知节点的发电机有功功率P&节点

42、电压大小U和负荷的有功功率 R、无功功率Q,待求量为电压相角6和无功功率 CG;平衡节点已知负荷的有功功率 PL、无功功率Q,和节点电压大小U电压相角6 = 0, 待求量为发电机有功功率 Pg、无功功率Q。3、求下图所示等值网络的节点导纳矩阵（图中数值为标么阻抗）19百度文库解：各支路导纳为:y10j0.02、y20j0.02、y30j50j501j40j 0.025、y120.4810.08 j0.4j 2.4、 y1310.12 j0.50.453 j1.891、y2310.1 j0.40.588 j 2.353、y341j0.4j2.5。丫11y10y12y130.934j4.271、%

43、各节点的自导纳和互导纳分别为:y20 y12y231.069 j4.733、j2.5、Y33y30y13y23y341.041j6.719、Y44y34丫Y21y120.481 j2.4、Y13Y31y130.453 j 1.891、丫14Y410、Y23Y32y23 0.588 j2.353 > %Y420、Y34Y43y34j2.5。节点导纳矩阵为:20百度文库0.羽4-J4.271 -0.4S1 +;'2.4-0-4与 *".第 10-0 431 + ；2.41 069 -jl.733 -0J3® + 72.3530-0 .453 +/1.S?1 -0

44、588 + j2.3531.041 - je.713R300J£3-7.54、某系统节点导纳矩阵如下。若在节点1、3问增加一条阻抗Zk=j2的线路，求修改后的节点导纳矩阵1.23 j2.520.55 j1.120.68 j1.40.55 j1.121.47 j3.00.92 j1.880.68 j1.40.92 j1.881.60 j3.28解：1， 一一 一 -， 一丫1Y111.23j2.52j0.51.23j3.02Zij1Y33 Y33 一 1.60 j3.28 j0.5 1.60 j3.78 Zj1Y13Y31丫3 （ 一） 0.68 j1.4 j0.5 0.68 j1.9

45、Zj修改后的节点导纳矩阵为：1.23 j3.020.55 j1.120.68 j1.90.55 j1.121.47 j3.00.92 j1.880.68 j1.90.92 j1.881.60 j3.785、电力系统设置备用容量的目的是什么？按备用的形式分备用容量有哪几种类型？旋转备用投入速度快，有利于保证电能质量，是否电力系统中旋转备用容量设置的越多越好？为什么？21百度文库电力系统设置备用容量的目的是为了保证电力系统可靠供电和良好的电能质量。按备用形式分，系统备用容量分为热备用（又称旋转备用，指系统中运行机组所具有的备用容量）和冷备用（系统中没有运行的机组所具有可发容量）。不是旋转备用容量设

46、置的越多越好。因为旋转备用（热备用）容量越大，运行机组的负载率越低，运行效率越差。6、某发电厂有两台机组并列运行，当总负荷为P。时，两台发电机均未达到其额定出力，且有12、12。当总负荷增大时，哪台发电机应先增加出力？为什么?、答：2号机组先增加出力，因为 12，在增加同样出力的情况下，2号机组增加的燃料消耗比1号机组少；随着2号机组有功出力增加，其耗量微增率增大，当增大到等于1号机组的耗量微增率时，1号机组机组开始按耗量微增率相等原则与 2号机组同时增加出力。7、造成电力系统频率波动的原因是什么？什么叫作频率的一次调整、二次调整和三次调整（有功负荷的最优分配）？答：造成电力系统频率波动的原因

47、是有功负荷的变化（负荷波动），因为要维持电力系统在某一频率下运行，就必须保证该频率下的有功功率平衡，当系统有功负荷变化时，打破了系统的在原有频率下的有功功率平衡关系，所以就会引起系统频率变化（波动）C针对第一类负荷波动所引起的频率波动所进行的调整称为频率的一次调整，频率的一次调整通过发电机组调速器改变原动机输入的机械功率，,从而改变发电机输出的有功 功率来实现。频率的一次调整不能实现无差调节，负荷变化越大，调整结束后的频率偏 移越大，当负荷变化较大时（如第二类负荷波动）经一次调整后的频率偏移可能超出允22百度文库许范围。针对第二类负荷变化引起的频率波动所进行的调整称为频率的二次调整， 二次调整

48、 通过装设在调频机组上的调频器调整发电机的有功出力来实现， 二次调整可以实现无差 调节。针对第三类负荷波动所进行的调整称为频率的三次调整，由于第三类负荷变化是可 以预测的的，所以针对第三类负荷变化所进行的对发电机出力的调整是由系统调度员根 据最优分配原则安排各发电机的有功出力来实现的。8、电力系统有功负荷最有分配的目的是什么？最优分配的原则是什么？答：电力系统有功负荷最优分配的目的是在满足负荷需求的情况下使系统总的能源消 耗最小。电力系统有功负荷最有分配的原则是在满足系统有功平衡功率约束条件的情况下， 按各机组耗量微增率相等的原则分配各发电机的有功出力。9、水煤换算系数丫的取值与水电厂允许耗水量之间的关系是什么？ 答：水煤换算系数丫的取值与水电厂允许耗水量之间的关系是水电站允许的耗水量越大，则水煤换算系数丫的取值越小，因为只有这样按等耗量微增率准则（入=/=入Tm=Y田1入m+1 = -YnXn）分配时，水轮发电机组分得的有功